几种新型的航空重力测量系统和航空重力梯度测量系统
航空重力测量技术的现状
航空重力测量技术及其运用探析 摘要：随着我国国民经济的快速发展,矿产资源需求与保障能力之间的矛盾日益突出,金属矿勘查已成为当前地质工作的重要任务。找矿深度的不断增加,使得找矿难度也随之加大,这就为地球物理勘查技术提供了发展空间。本文对高精度航空重力测量技术进行了总结,较为全面地阐述了这些方法技术的研究及应用现状。这些方法技术是当前矿产勘查有效的地球物理方法技术,或是近年来研发的新方法、新技术,在新一轮的矿产勘查中具有广阔的应用前景。航空重力测量技术是一种新型的高科技技术，虽然还没有完全的成熟，但是已经被广大的国家所重视和应用，它的主要贡献是针对地球的地貌特征等对地球的各地域及各领域进行重力的测量，在许多发达国家和发展中国家的应用越来越广泛和活跃，继而成为地球的重力研究最热门的技术，对地球的重力领域做出了重大的贡献。回顾航空重力测量技术的发展历程能够让我们看到航空重力测量技术在这个世界上呈现的与众不同的发展趋势。 关键词：航空重力；测量技术；运用；地球物理；勘探应用 引言：航空重力测量技术以其自身的优势在短时期内一跃成为地球重力领域所重视的佼佼者，我们看到了航空重力测量技术在地球的应用，也看到了这个领域的光明的前景，那么航空重力测量技术是怎么来的呢？下文就讲述了航空重力测量技术的概念、航空重力测量技术的不同的方法及原理、航空重力测量技术的广泛应用以及列举了航空重力测量技术在北极和南极地区的应用分析。 一、航空重力测量技术的概念 航空重力测量技术是一种用来测量在异常情况下的接近地的天空的重力技术，是一种用飞机做载体，并且将GPS、激光、计算机、重力传感器、无线电、INS等技术集合于一体的重力测量方法。航空重力测量技术是一种新的技术，是1958年在美国开始的一种技术，后来陆续被一些国家所重视，俄罗斯等不少国家的航空机构开始进行航空重力侧量技术的实验，并且由于技术的不断发展，航空重力测量也有了重大的突破，为国家和整个世界的航空事业做出巨大的贡献。 二、航空重力测量技术的原理和方法 航空重力测量是以飞机作为运载平台，利用航空重力仪在空中测量地球重力
卫星重力测量
卫星重力测量－基础、模型化方法与数据处理算法 作者简介：张传定，男，1966年04月出生，1996年09月师从于解放军信息工程大学陆仲连教授，于2000年12月获博士学位。 摘要 论文的中心内容是卫星重力测量中如何由星载传感器获得的观测数据恢复地球重力场这一过程的模型化问题。旨在吸取前人的研究成果，提出更加合理的数据处理模型。论文最突出的贡献是，改造并完善了大地重力学、空间大地测量、卫星轨道力学等学科模型化的理论与方法以适应卫星重力测量这一新型观测技术。作者的主要工作和创新点有： 1.在综合卫星重力测量有关最新研究成果的基础上，系统地论述了动态加速度测量、卫星重力梯度测量的基本原理；论证了它们的测量精度与姿态角加速度的关系以及卫星重力测量系统最终恢复地球重力场能力的判定准则；深入理解并掌握了现行SST、SGG卫星CHAMP、GRACE、GOCE各项指标及恢复地球重力场各频段的精度指标。 2.简要介绍了卫星重力测量中所涉及到的曲线坐标系下矢量、张量与曲线坐标之间的微分关系、坐标系之间的变换关系以及它们的矩阵表示。详细研究了在地球重力场确定中常用的关于研究点P和流动点Q相互关联的球极坐标系，给出了球极坐标系下地球引力位V关于P点和关于Q点的微分公式以及它们与球坐标系下局部微分算子的关系。深入研究了关于P和Q两点局部导数算子的相互作用问题，得到了扰动场元之间核函数和协方差函数的解析与级数展开式，首次给出了较为实用的明晰表达式。此结果是对物理大地测量学关于这一论题的补充和完善。这项工作是本文的一个创新点。 3.详细推导了地球、卫星、加速度传感器检验荷载这一特殊限定性三体问题的运动方程；指出星载加速度传感器的输出就是卫星所受非引力加速度和检验荷载相对于卫星中心地球引力的潮汐力之差；进而得到了由星载加速度传感器的比力测量和GPS跟踪测量数据直接恢复地球引力矢量的理论公式。 4.通过对扭秤、旋转梯度仪工作原理的考察和Molodensky关于垂线偏差推求高程异常的论述以及目前业已发现水平梯度分量的某种组合是球面正交函数系的事实，作者明确指出，在地球重力场的研究中，水平方向观测量的组合应作为复数使用。扰动场元观测量的复数表达是本文立论和各种模型化(建模)工作的思想基础，也是本文最为突出的创新点。 5.在§2.7中，直接由体球谐函数水平梯度的复表示定义并证明了描述地球引力位直到二阶水平梯度所需的球面正交函数系。它们关于纬度的函数是Legender函数及其导数的拟线性组合，可由目前熟知有关Legender函数及其导数的递推公式给予赋值。连同球谐函数构成了描述引力矢量、引力梯度张量所需的正交函数系。因而，利用它们可将引力矢量、引力梯度张量的复分量表达成一致的形式。 6.利用卫星重力测量数据恢复地球重力场，若从边值问题理论上可将其归结为平均轨道面上卫星重力测量超定边值问题。通常又将利用单个边值条件确定扰动位问题称为单定问题。在§3中，先以重力异常为例，类比依次给出直到二阶梯度球域单定连续边值问题恢复地球引力位系数的理论公式及其外部解析解和向下延拓截断核函数解；接着导出离散网格平均重力异常对应的简单调和分析公式和最小二乘调和分析公式；然后推广得到广义梯度调和分析公式和超定边值问题的最小方差解、最小二乘解。并证明了最小方差解等价于单定边值问题调和分析解的频域加权平均；最小二乘解等价于单定离散边值问题最小二乘调和分析解法方
国外航空重力测量在地学中的应用
国外航空重力测量在地学中的应用 周坚鑫1,2,刘浩军1,2,王守坦2,安战锋2,余学中2,张玉君2 (1.中国地质大学,北京 100083;2.中国国土资源航空物探遥感中心,北京 100083) 摘要:介绍了20世纪美国、加拿大、澳大利亚等国家航空重力测量的应用情况,分析了目前国外航空重力测量技术应用于我国中西部艰险、复杂地区及沙漠、沼泽等困难地区的区域地球物理勘探和基础地质研究的适用条件。关键词:航空重力;航空重力梯度;地球物理勘探 中图分类号:P631.1 文献标识码:A 文章编号:1000-8918(2004)02-0119-04 航空重力测量是将高灵敏度航空重力仪装载在飞机上,在空中实现地球重力场的快速测量,与地面重力测量相比,具有快速、经济、灵活等特点。它不仅在大地测量方面具有重要的作用,作为一种重要的地球物理勘探手段,在基础地质研究、石油、天然气及固体矿产资源勘探等方面具有广泛的应用。 航空重力测量的研究可追溯到20世纪50年代末。1958年,美国空军使用LaCoste &Romberg 公司S 26型重力仪进行了第一次航空重力测量试验,用摄影经纬仪来提供导航数据,用高灵敏的气压测高仪测量飞机高度,测量结果与地面重力数据进行对比,精度为10×10-5m/s 2。随后,美国和俄罗斯有关机构相继开展了大量的航空重力测量试验。试验大部分是在固定翼飞机上进行的,飞机高度一般在几千英尺,试验的精度达到n ×10-5m/s 2,异常分辨率为30mile (50km )。但当时测定载体速度和加速度的精度较低,制约了该技术的进一步研究和应用。直到上世纪80年代中期,由于航空重力在大地测量方面的特殊作用,国际上有许多国家的研究机构开展了这方面的工作,对航空重力测量的仪器、原理和数据处理方法等做了大量的研究和试验,随着雷达测高技术和高稳定度平台的发展及应用,使得航空重力测量技术重新得到发展。20世纪90年代以来,GPS 、INS (惯性导航系统)及高灵敏度、高稳定航空重力仪的应用,使得航空重力测量的研究取得了突破性进展,开始进入实用化阶段。但是由于飞行器运动的速度和加速度变化太大,除利用高精度速度和加速度测量进行必要的改正外,还需进行高频滤波以消除高频干扰,因而使得只能发现较低频 的异常,目前,测量重力场只能反映2km 以上波长(个别报道达1km )的异常,而更短波长的异常则难于确定,因而限制了在寻找固体矿产和大比例尺地质填图中的应用。90年代后期发展了利用加速度计进行重力场及其梯度测量,有效地克服了高频干扰,从而使测量重力或重力梯度异常的波长缩短到0.5km 或更短,因而使重力或重力梯度测量在解决固体矿产和许多需要大比例尺工作的领域得到更广泛的应用。 20世纪70年代,美国就开始将航空重力测量 应用于地球物理勘探领域,美国的Carson 公司在1971年进行了直升机重、磁测量的商业试验。90年代以来,美国的Carson 、EASI (EDCON Aero Sur 2veys ,Inc.)、LCT 等公司已经开展了大量的商业性航空重力测量工作,服务领域涉及基础地质研究、石油、天然气及大地测量等方面。使用的航空重力测量仪器有L &R S 型海/空重力仪、B GM 23、KSS 231,据称大部分测量精度已经达到(1～2)×10-5m/s 2。加拿大的SG L 公司、澳大利亚BHP 等公司近年来开展了利用加速度计测量重力场及其梯度测量的研究和试生产工作,在固体矿产资源勘探和大比例尺地质测量等方面取得了可喜的成果。以下就介绍这些公司在这方面的主要工作。 1 CARSON 公司航空重力测量 美国的Carson 公司是最早开展航空重力测量的航空地球物理勘探公司。早在1971年,该公司以直升飞机为主要运载工具进行了重磁测量的商业试验。1981年,该公司使用S 261直升飞机,在一个沼 收稿日期:2003-05-30 第28卷第2期物 探 与 化 探 Vol.28,No.2 2004年4月 GEOPHYSICAL &GEOCHEMICAL EXPLORA TION Apr.,2004
重力梯度仪的现状和前景
中国惯性技术学报 JOURNAL OF CHINESE INERTIAL TECHNOLOGY 1999年第1期No.11999 重力梯度仪的现状和前景 蔡体菁，周百令 摘要：本文论述了重力梯度仪在惯性导航、地球科学、地质科学中的重要作用以及重力梯度仪的现状和前景，着重评述了旋转加速度计重力梯度仪、静电加速度计重力梯度仪和超导重力梯度仪的现状和发展，最后指出了对重力梯度仪的应用和发展需要进一步研究的问题。 关键词：重力梯度仪 中图分类号：U666.1 文献标识码：A 文章编号：10056734(1999)01003904 Status and prospects of gravity gradiometers CAI Tijing，ZHOU Bailing (Department of Instrument Science and Engineering, Southeast University,Nanjing 210096,China) Abstract：The paper discusses the role of gravity gradiometer in inertial navigation,earth science,geological science and status of gravity gradiometers,comments on the status and prospects of rotating accelerometer gravity gradiometer,electrostatic accelerometer gravity gradiometer and superconducting gravity gradiometer,points out some problems which need to be studied further for the application and development of gravity gradiometers. Key words:gravity gradiometer 1 引言 在惯性导航中，陀螺稳定平台上的加速度计测量的是比力，即惯性加速度与重力向量之差。为了区分载体运动的惯性加速度和重力加速度，惯性导航仪器必须有重力场的数学模型，现在通常的惯性导航系统是利用简单的参考椭球来描述重力场的。对于全球大地水准面的形状而言，参考椭球是一个好的近似，但是对于局部地区，例如，地形复杂的区域，就不能很好地描述。随着人们对惯性导航系统精度要求的不断提高，迫使我们对重力场的知识要有更深入的了解。 自50年代初惯性导航系统第一次成功地应用以来，惯性仪器得到迅猛发展，目前，高精度的惯性导航系统中最新的惯性仪表，如静电陀螺仪的精度可达10-6 °/h，
航空重力仪器、技术发展现状及趋势
航空重力仪器、技术发展现 状和趋势 引语测定地球重力场的传统方法是利用重力测量仪器进行绝对重力测量和相对重力测量。绝对重力测量虽然能够得到很高精度的绝对重力值，但由于仪器体积庞大、设备复杂、对外界环境条件要求高、观测时间长、成本高等因素，其不宜在地面上进行大规模的采用。近一百多年来，在地面进行重力测量的主要手段是采用相对重力测量，即通过测定未知点与重力已知点之间的重力值之差，从而得到未知点的绝对重力值。与绝对重力测量相比，相对重力测量具有仪器体积小、设备简单、对外界环境要求低、测量时间短、成本费用低等优点，适于进行地面大规模的测量。然而在一些条件恶劣、交通不便、无人居住以及陆海交界等区域进行地面重力测量时，不仅效率低下并且很难达到精度要求，甚至有些地区根本无法进行测量。 传统的地面重力测量无法进行测定占地球面积七成之多的海洋重力场，而船载重力测量技术的出现及逐步发展使开展大面积的海洋重力测量成为可能，然而其由于速度慢并且需要载体行驶在一个平均海面上，其仍是一种效率很低的重力测量手段。令人振奋的是，卫星测高技术的出现和逐渐成熟很好地解决了获取高精度海洋重力场的问题。 一、航空重力测量基本原理 航空重力测量按其复杂程度,可依次分为航空标量重力测量、航空矢量重力测量和航空梯度重力测量。原理上它们均需解决两个基本问题:①运动状态下,在空中如何稳定传感器的指向? ②如何分离引力加速度和惯性加速度? 为此,一个航空重力测量系统必须包括如下三部分,即用于测量比力的加速度计(或重力仪,称之为重力传感器分系统)、使加速度计保持水平的系统(或计算其姿态,称为平台分系统)和测量飞机惯性加速度的定位分系统。其中,第二分系统用于解决问题①,第一、第三分系统用于解决问题②。 依据所使用的重力传感器和平台分系统的不同,航空标量重力测量系统又可分为平台式、捷联式和旋转不变式。平台式是将精密加速度计安装到稳定平台上,定向由稳定平台维持,如UCoset & Rombe飞航空重力仪采用的是两轴阻尼平台。捷联式系统采用数学平台,即计算垂直加速度计所在载体坐标系与当地水平坐标
起伏飞行在航空重力测量的应用研究
一第３９卷增刊 物一探一与一化一探 Ｖｏｌ．３９，Ｓｕｐｐ．一一２０１５年１２月 ＧＥＯＰＨＹＳＩＣＡＬ＆ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮ Ｄｅｃ．，２０１５一 ｄｏｉ：１０．１１７２０／ｗｔｙｈｔ．２０１５．Ｓ１．２１周锡华，姜作喜，屈进红，等．起伏飞行在航空重力测量的应用研究［Ｊ］．物探与化探，２０１５，３９（Ｓ１）：９８－１０４．ｈｔｔｐ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１１７２０／ｗｔｙｈｔ．２０１５．Ｓ１．２１ ＺｈｏｕＸＨ，ＪｉａｎｇＺＸ，ＱｕＪＨ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｉｓｅ?ａｎｄ?ｆａｌｌｆｌｉｇｈｔｔｏｔｈｅａｅｒｉａｌｇｒａｖｉｔｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ［Ｊ］．ＧｅｏｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄＧｅｏｃｈｅｍｉｃａｌＥｘｐｌｏｒａ?ｔｉｏｎ，２０１５，３９（Ｓ１）：９８－１０４．ｈｔｔｐ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１１７２０／ｗｔｙｈｔ．２０１５．Ｓ１．２１ 起伏飞行在航空重力测量的应用研究 周锡华，姜作喜，屈进红，王蓬 （中国国土资源航空物探遥感中心，北京一１０００８３） 摘要：从理论上分析了起伏飞行测量对ＧＴ航空重力测量的影响程度；为了有效地验证起伏飞行的测量效果，开展平坦地形二起伏地形下的一系列缓起伏飞行测试，并分别对ＧＴ?２Ａ直升机二固定翼航空重力缓起伏飞行测量结果进行了评价；测试结果表明：采用坡度不超过３．０?（爬升率约１／２０）的缓起伏飞行方法是可行的，其重复测量内符合精度均小于０．７ｍＧａｌ，满足了高精度测量的要求三关键词：航空重力测量；缓起伏飞行；地形影响 中图分类号：Ｐ６３１一一一文献标识码：Ａ一一一文章编号：１０００－８９１８（２０１５）Ｓ１－００９８－０７ 一一收稿日期：２０１５?１２?０４ 一一基金项目：国家高技术研究发展计划（ ８６３ 计划）项目 新型高精度航空重力勘查系统研制 （２０１３ＡＡ０６３９０２）；国家高技术研究发展计划（ ８６３ 计划）项目（２０１１ＡＡ０６０５０１）；中国地质调查局地质调查子项目 航空重力测量技术规范 （１２１２０１１５０５４８０１） 一一美国ＬａＣｏｓｔｅ＆Ｒｏｍｂｅｒｇ于１９６５年生产出了世界上第一台带动态稳定平台的重力仪，１９９８年１２月第一次在法国和瑞士的Ａｌｐｓ完成了１万公里的航空重力测量任务［１］三１９９２年加拿大ＳＧＬ（ＳａｎｄｅｒＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓＬｉｍｉｔｅｄ，简称为ＳＧＬ公司）开始了航空重力测量仪ＡＩＲＧｒａｖ的研制，平台水平姿态可控制在 １０角秒以内，这使得飞机动作对系统的精度影响小，可以进行起伏飞行测量三莫斯科重力仪技术股份有限公司（ＧｒａｖｉｍｅｔｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓＬｔｄ，简称为ＧＴ公司）于２０００年将海上重力仪改装成ＧＴ?１Ａ航空重力仪，并于２００９年将ＧＴ?１Ａ航空重力仪升级为动态范围更大（２倍于ＧＴ?１Ａ）的ＧＴ?２Ａ航空重力仪，能够进行缓起伏飞行测量［３４］三 ＳＧＬ公司利用ＡＩＲＧｒａｖ航空重力仪进行缓起伏飞行测量已经成为成熟的技术，测区可为平原二丘陵区和陡峭山区，飞行高度为２００ｍ（真高），起伏坡度按照２５０ｆｔ／ｎｍ（７６．２ｍ／１６１０ｍ）爬升和下降率进行设计，可以开展航空重力测量二航空重磁测量，甚至是航空重磁放测量［２，１０］三 ＧＴ系列航空重力仪基本采用同一高度的平飞 方法进行航空重力测量，国外开展航空重力缓起伏 飞行测量试验表明：ＧＴ?２Ａ航空重力仪已经具备了缓起伏飞行的能力，但没有开展大规模的生产，也没有提供有意义的起伏飞行测量方法［５９］三 我国资源型航空重力测量使用的俄罗斯ＧＴ系 列航空重力仪，采用同一高度平飞进行航空重力测量［１１，１５］三为了满足我国陆域地区的航空重力测量要求，特别是满足山区低高度的缓起伏飞行，本文开展ＧＴ?２Ａ航空重力起伏飞行测量的研究，以期更好地为我国陆地资源勘查服务三 １一理论上分析起伏飞行状态对ＧＴ航空重力 测量的影响 １．１一起伏飞行下作用于重力传感器上的垂向加速度理论模型 一一从理论入手，分析起伏飞行的频度和坡度对ＧＴ 航空重力测量的影响程度，掌握ＧＴ系列航空重力测量系统对起伏飞行的频度和坡度的要求［１４］三假设航空重力测量飞机的飞行高度轨迹如图１，横坐标为测量时间，纵坐标为飞行高度三一一飞行高度轨迹的数学表达式为： Ｈ（ｔ）＝Ａｓｉｎωｔ， （１） ω＝２π／Ｔ三 其中：Ｈ（ｔ）为飞机的实际飞行高度（ｍ），Ａ为起伏飞
国际重力卫星研究进展和我国将来卫星重力测量计划_郑伟
第35卷第1期 2010年1月 测绘科学 Science of Surveying and M app ing Vol 135No 11 Jan 1 作者简介:郑伟(19772),男,山西太原人,中国科学院测量与地球物理研究所,助理研究员,理学博士,日本京都大学博士后,日本JSPS Pr oject Fell ow 2shi p 外籍特别研究员,主要从事基于卫星重力测量恢复地球和月球重力场的理论和方法等方面研究。E 2mail:wzheng@asch 1whigg 1ac 1cn 收稿日期:2008209227 基金项目:中国科学院知识创新计划(kzcx22y w 2202);国家“863”计划(2006AA09Z153);国家自然科学基金(40674038,40674013) 国际重力卫星研究进展和我国将来卫星重力测量计划 郑 伟 ①② ,许厚泽①,钟 敏①,员美娟 ③ (①中国科学院测量与地球物理研究所,武汉 430077;②日本京都大学防灾研究所,京都 61120011; ③武汉科技大学应用物理系,武汉 430081) 【摘 要】本文首先分别介绍了国际已经成功发射的专用地球重力测量卫星CHAM P 、GRACE 以及即将发射的 G OCE 、GRACE Foll ow 2On 和专用月球重力探测卫星GRA I L 的研制机构、轨道参数、关键载荷、跟踪模式、测量原理、科学目标和技术特征;其次,阐述了当前相关学科对地球重力场测量精度的需求;最后,建议我国在将来实施的卫星重力测量计划中首选卫星跟踪卫星高低\低低模式,尽快开展轨道参数优化选取的定量系统研究论证和重力卫星系统的误差分析,依据匹配精度指标先期开展重力卫星各关键载荷的研制以及尽早启动卫星重力测量系统的虚拟仿真研究。【关键词】重力卫星;CHAM P;GRACE;G OCE;GRACE Foll ow 2On;GRA I L 【中图分类号】P223 【文献标识码】A 【文章编号】100922307(2010)0120005205 1 引言 21世纪是人类利用卫星跟踪卫星(SST )和卫星重力梯度(SGG )技术提升对地球、月球、火星和太阳系其他行星认知能力的新纪元。地球重力测量卫星CHAMP (Challenging M inisatellite Payl oad )和GRACE (Gravity Recovery and Cli m ate Experi m ent )的成功升空以及G OCE (Gravity Field and Steady 2State Ocean Circulati on Exp l orer )、GRACE Foll ow 2On 和月球重力探测卫星GRA I L (Gravity Recovery and I nteri or Laborat o 2ry )的即将发射昭示着人类将迎来一个前所未有的卫星重力探测时代。地(月)球重力场及其时变反映地(月)球表层及内部物质的空间分布、运动和变化,同时决定着大地水准面的起伏和变化[1,2]。因此,确定地(月)球重力场的精细结构及其时变不仅是大地测量学、海洋学、地震学、空间科学、天文学、行星科学、深空探测、国防建设等的需求,同时也将为全人类寻求资源、保护环境和预测灾害提供了重要的信息资源[328]。 人造卫星是在地(月)球重力场作用下在空间绕地(月)球运动的,要精密定轨,必须知道精确的地(月)球重力场参数,反之,精确测定卫星轨道的摄动,利用这些摄动的跟踪观测数据,又可以提高地(月)球重力场参数的精度,两者相辅相成。地球重力场是固体地球物理学、海洋动力学、地球动力学、冰川学、海平面变化与分析所需的基本物理量。在大地测量领域,地球重力场对研究地球形状和精确求定地面控制点的三维坐标起着重要作用;在固体地球物理学中,基于地球重力场可以研究地球的内部构造和板块运动;在海洋学中,为了研究海面地形,揭示洋流和 环流的活动规律也需应用地球重力场数据;在国防建设领域,远程武器的发射和飞行,必须知道精细的局部重力场和全球重力场[9]。月球重力场的精密测量是国际探月计划的重要组成部分,它不仅决定着月球探测器的轨道优化设计和载人登月飞船月面理想着陆点的合适选取,同时将为全人类开展月体地形地貌和内部结构研究、月壤新能源和资源探测、月面宇宙环境分析(电磁、微粒子、高能等)、月球和地月系统起源和演化历史论证等提供丰富的信息资源。地(月)球重力场起着双重作用:第一,通过比较实际重力场和理想重力场的差可以得到重力异常,重力异常表明地(月)球内部的质量不平衡状态,并提供地球(月)动力学的重要信息;第二,确定大地水准面(和静止平均海平面相重合的等位面),大地水准面是所有地貌(如陆地、冰川、海洋等)的参考面,而大地水准面仅仅是由重力场来定义的,它可以通过重力场的精化而改善。 卫星重力测量技术的实现是继美国GPS 星座成功构建 之后在大地测量领域的又一项创新和突破,它之所以被国际大地测量学界公认为是当前地球重力场探测研究中最高效、最经济和最有发展潜力的方法之一,是因为它既不同于传统的车载、船载和机载测量,也不同于卫星测高和轨道摄动分析,而是通过卫星跟踪卫星高低/低低技术(SST 2图1 国际当前和将来地球重力测量卫星计划[10]H L /LL)和SGG 恢复高精度和高空间解析度的地(月)球重力场。本文介绍了当前和将来国际专用地球和月球重力测量卫星;阐述了相关学科对地球重力场测量精度的需求;建议我国将来卫星 重力测量计划选择SST 2HL /LL 模式较优,尽快开展卫星重力测量系统定量需求分 析,先期开展重力卫星关键载荷的研制和尽早启动卫星重力测量系统虚拟仿真研究。 2 国际重力卫星研究进展 211 CHAM P 单星 CHAMP 是由德国波兹坦地学研究中心(GFZ )独立研制的世界上首颗采用SST 2HL 的专用重力测量卫星(如图1和表1所示)。它采用近圆极地轨道,总质量为52215kg,高度为750mm,横梁和卫星的主体总长为8333mm (其中横梁 长为4044mm ),卫星的面质比为1138×10-3m 2 /kg 。通过
第1部分 第1单元 第1课
第一部分课时作业 第一单元家国天下 第1课杜甫：“万方多难”中成就的“诗圣” 课后知能提升 一、知识运用 阅读下面的文字，完成1～3题。 从珠海景色最美的滨海道路——情侣路上向东远眺，全长55公里的港珠澳大桥宛若蛟龙，蜿蜒腾越于________的海面上。这是世界上最长的跨海桥梁工程，也是综合建设难度最大、最具挑战性的超级工程：在________的外海搭建使用寿命120年的钢铁巨桥，在海底40多米深处建造最长的沉管隧道，穿越30万吨级航道和白海豚保护区……可以说，每一项挑战都________。“港珠澳大桥是一座________的科技大桥，在这些世界级挑战的背后，是一系列创新攻坚和科技支撑的强力驱动。”港珠澳大桥管理局总工程师苏权科表示。 从上空俯瞰港珠澳大桥，巨龙在离岸20多公里处倏忽隐没，再在6公里外腾空而起，()，工作人员都亲切地称其为“贝壳岛”。 贝壳岛不简单。在外海“无中生有”造出两座面积10万平方米的小岛，且当年开工、当年成岛，创造了世界纪录。传统沉管隧道都是“浅埋”，但港珠澳大桥的沉管顶部荷载超过传统沉管5倍，如果按照国外经验，采用节段式管节(柔性)，有可能存在接头抗力不足、接头漏水等风险。技术人员最终从理论上揭示了深埋沉管结构体系受力及变形机理和“半刚性”沉管新结构方案。这一方案与国外专家提出的“深埋浅做”方案相比，节省了工期。 1．文中画横线的句子有语病，下列修改最恰当的一项是() A．技术人员最终从理论上提出了深埋沉管结构体系受力及变形机理和“半
刚性”沉管结构新的方案。 B．技术人员最终从理论上揭示了深埋沉管结构体系受力及变形机理，创新提出了“半刚性”沉管新结构方案。 C．技术人员最终从理论上提出了深埋沉管结构体系受力及变形机理，创新揭示了“半刚性”沉管新结构方案。 D．技术人员最终从理论上揭示了深埋沉管结构体系受力及变形机理和“半刚性”沉管结构新的方案。 解析：选B本题画线句子中“揭示了深埋沉管结构体系受力及变形机理和‘半刚性’沉管新结构方案”搭配不当，“揭示了……新结构方案”谓语和宾语不搭配，可改为“揭示了深埋沉管结构体系受力及变形机理，创新提出‘半刚性’沉管新结构方案”，B项修改正确。A项，“提出了……受力及变形机理”搭配不当，应为“揭示了……受力及变形机理”；“沉管结构新的方案”语序不当，应改为“沉管新结构方案”。C项，“提出了……受力及变形机理”“揭示了……方案”搭配不当，应为“揭示了……受力及变形机理”“提出了……方案”。D项，“揭示了……方案”搭配不当，应改为“揭示了……机理，提出了……方案”；“沉管结构新的方案”语序不当，应改为“沉管新结构方案”。故此题答案为B项。 2．下列在文中括号内补写的语句，最恰当的一项是() A．小岛像蚝贝一样连接两端 B．两端的小岛连接在一起，状似蚝贝 C．连接两端的小岛状似蚝贝 D．两端的小岛像蚝贝一样连接起来 解析：选C本题从上文来看，语段陈述的对象是“巨龙”，也就是港珠澳大桥，A、B、D三项的主语都是“小岛”，C项的主语是“巨龙”，也就是港珠澳大桥，所以从保持陈述对象一致性的角度来看，A、B、D三项与上文衔接
卫星重力测量发展及应用
卫星重力测量发展及应用 2010286190128 张璇 摘要：卫星重力测量在恢复地球重力场方面具有全球高覆盖率、高空间分辨率、高精度和高时间重复率等优点, 为大地测量和地球物理学科的发展开辟了新的途径。本文简要回顾了卫星重力测量的发展历程, 介绍了四种卫星重力探测技术的原理和发展状况, 最后对卫星重力测量在地球科学中的的应用情况进行了简要总结。 关键词：重力场；地球重力场；重力测量 一、研究背景 地(月)球重力场及其时变反映地(月)球表层及内部物质的空间分布、运动和变化，同时决定着大地水准面的起伏和变化。因此，确定地(月)球重力场的精细结构及其时变不仅是大地测量学、海洋学、地震学、空间科学、天文学、行星科学、深空探测、国防建设等的需求，同时也将为全人类寻求资源、保护环境和预测灾害提供了重要的信息资源。 人造卫星是在地(月)球重力场作用下在空间绕地(月)球运动的，要精密定轨，必须知道精确的地(月)球重力场参数，反之，精确测定卫星轨道的摄动，利用这些摄动的跟踪观测数据，又可以提高地(月)球重力场参数的精度，两者相辅相成。地球重力场是固体地球物理学、海洋动力学、地球动力学、冰川学、海平面变化与分析所需的基本物理量。在大地测量领域, 地球重力场对研究地球形状和精确求定地面控制点的三维坐标起着重要作用；在固体地球物理学中，基于地球重力场可以研究地球的内部构造和板块运动；在海洋学中，为了研究海面地形，揭示洋流和环流的活动规律也需应用地球重力场数据；在国防建设领域，远程武器的发射和飞行，必须知道精细的局部重力场和全球重力场。月球重力场的精密测量是国际探月计划的重要组成部分，它不仅决定着月球探测器的轨道优化设计和载人登月飞船月面理想着陆点的合适选取，同时将为全人类开展月体地形地貌和内部结构研究、月壤新能源和资源探测、月面宇宙环境分析(电磁、微粒子、高能等)、月球和地月系统起源和演化历史论证等提供丰富的信息资源。地(月)球重力场起着双重作用：第一，通过比较实际重力场和理想重力场的差可以得到重力异常，重力异常表明地(月)球内部的质量不平衡状态，并提供地球(月)动力学的重要信息；第二，确定大地水准面(和静止平均海平面相重合的等位面) ，大地水准面是所有地貌(如陆地、冰川、海洋等) 的参考面，而大地水准面仅仅是由重力场来定义的，它可以通过重力场的精化而改善。 目前常使用的重力测量手段主要有地表观测、航空测量以及卫星重力探测等。由于地面重力测量受地形和气候影响较大、耗时多、劳动强度大、作业成本高,使重力测量的地面覆盖率和分辨率受到极大的限制。航空重力测量虽然能够克服地形条件的限制，但却只能用于局部地区或区域性的测量，且仍受到气候条件的影响。卫星重力是近年来发展起来的新型空间探测技术，其发展和应用是当今国际大地测量学界继GPS之后的又一次革命性突破。卫星重力探测不受地形等自然条件的影响，为解决全球高覆盖率、高精度、高空间分辨
体重多出半斤——赵珞成和他的极地重力测量
体重多出半斤——赵珞成和他的极地重力测量In ZHONG ZHAN station you will be more weight 2009-09-18 09:42 体重增加——一个“坏消息” 体重增加，对于爱美的女士来说，这可能是个坏消息，而在中山站，如果还关心体重，那这个消息一定会让人不爽。但别急，听听专家的说法。 “尽管体重各不相同，但对于正常体重的人来说，增加几两到半斤还是客观的”。来自武汉大学中国南极测绘研究中心的赵珞成高工对记者说。“一个体重70公斤的人，到中山站会多出4两多一点”。 重力测量结果广泛地用于测绘、资源勘探，工程地质、地球物理研究，空间科学技术，研究地球形状，地震研究，以及海洋研究等方面。他解释说，因为极地的重力增大，对于相同的质量，重量会变大。南极中山站的重力加速度大约为9.82m/s^2，而上海的重力加速度大约为9.79m/s^2，如果相同质量，在南极重量将会增大约0.31%，即在上海称的体重是100公斤，到达南极中山站后，用同一个体重计称体重将会变成100.31公斤。他举了个例子，如果雪龙船从上海装运货物为5000吨，到了中山站，将会多出15吨。 “因此，增加的部分并不是变胖的结果，而是重力加速度变化引起的，不是真的体重增加了。” 统一陆海高程基准 南极大陆是唯一缺少陆地重力数据覆盖的大陆，为了解决这个问题，填补陆地重力数据覆盖的空白，提高全球卫星重力场的分别率，国际大地测量委员会（IAG）项目也启动了“南极大地水准面”项目。航空地球物理测量是在南极获取新的重力数据的最有前途的工具，在2007-2008国际基地年进行的几个相关项目将为实现这一目标做出贡献。为了证明南极区域大地水准面改善的可行性，在东南极南查尔斯王子山利用重力和地形数据进行了研究。数据处理使用移除回复技术和最小二乘法，获得的区域似大地水准面展示了基岩形状的基本特征--兰伯特冰河系统的地堑（graben）构造。估计区域似大地水准面的精度提高到15cm的水平。2007年3月1日到2009年2月28日的国际极地年(IPY)跨越两个北极和南极年度，通过加强国际合作的努力，提供了向着填补极区重力空白的方向向前迈进的机会。空间地球物理方法提供了进行南极重力测量的有力的手段，这是一种经济的大范围测量手段，预期今后几年将有大量的新的重力数据。如果航空重力测量与已经在南极海岸建立的绝对重力点相连接，陆地观测数据可以帮助发现重力数据中的问题。 老赵介绍，随着现代大地测量技术在南极地区的广泛应用,许多GPS观测站都发展成为集成GPS、VLBI、DORIS、验潮及绝对重力等大地测量观测技术的并置站。1999年我国与澳大利亚国家南极局合作,在东南极拉斯曼丘陵地区的中山站建立了自动验潮站,实现海洋潮汐信息、数据自动化观测。由于南极地区恶劣严酷的气候条件及海冰的存在，在南极海区维持验潮站的正常工作相当艰难。因此，将南极地区现有的各个验潮站组织GPS联测及重力测量，精密确定各验潮站水位
(整理)雅丹地貌重力梯度仪分析仪工作原理
美国Innov-X Delta DC6000便携式矿石元素分析仪 CG-5 相对重力仪
－ g-phone 重力仪 － FG-5/A-10 绝对重力仪 － GWR 超导重力仪 同时销售瞬变电磁仪，物探仪器：加拿大进口磁力仪、捷克磁化率仪、伊诺斯元素（合金）分析仪、电导率剖面仪、GDP-32、大功率激电仪等等,专业地质找矿，实力雄厚，设备先进，铁矿、铜矿、铅锌、金银等矿。 一、Innov-X（伊诺斯）公司简介 美国伊诺斯(Innov-X System)公司位于美国波士顿，美国纽约证券交易所上市企业，是全球最专业的微型X荧光光谱技术研发商，生产的Innov-X OMEGA系列、Alpha系列便携式X 射线萤光光谱分析仪占据欧美手提式X荧光分析仪70%的市场份额。 伊诺斯是全球首家通过ISO9001质量体系认证的微型X荧光光谱技术分析仪器的生产厂商，同时通过了NATO AQAPI标准。(该标准为北大西洋公约组织对精密武器及其零件供应商的最高品质要求)。 伊诺斯便携式X射线萤光光谱分析仪，被联合国原子能机构和联合国环境规划暑确认为最有效检的应对有害元素检测、合金分析、矿石分析、环境分析的产品，目前正服务于伊朗核查和欧美各大海关等重要部门。 伊诺斯便携式X射线萤光光谱分析仪已经被广泛应用于地质、采矿、金属、土壤、环境、考古、木材、电子、医药、环保、啤酒、电力、石化、玩具、大型工程、锅炉制造、再生资源金属、玻璃的回收、刑事证据鉴定等各种不同领域的日常分析。被联合国国际原子能机构广泛使用的产品，已多次在伊拉克武器核查和伊朗核查中发挥作用。 美国伊诺斯公司于2006年与北京地森海科技发展有限责任公司合作，在北京成立了Innov-X中国服务中心。为中国地区的客户提供仪器安装、软件调试、使用培训、仪器校验、硬件维修与维护等售后服务。全程追踪式售服管理体系让你没有后顾之忧。
航空重力测量技术其运用
航空重力测量技术及其运用探析 摘要：航空重力测量技术是一种新型的高科技技术，虽然还没有完全的成熟，但是已经被广大的国家所重视和应用，它的主要贡献是针对地球的地貌特征等对地球的各地域及各领域进行重力的 测量，在许多发达国家和发展中国家的应用越来越广泛和活跃，继而成为地球的重力研究最热门的技术，对地球的重力领域做出了重大的贡献。回顾航空重力测量技术的发展历程能够让我们看到航空重力测量技术在这个世界上呈现的与众不同的发展趋势。 关键词：航空重力；测量技术；运用；地球 abstract: the airborne gravity surveying technology is a new high-tech technology, although is not fully mature, but has been the paid great attention and application, it is the main contribution of for the landforms of the earth and the fields of regional gravity measurement, and in many developed countries and developing countries used more widely and active, and then become the gravity of the earth research the most popular technology, to the gravity of the earth field make significant contributions. review the airborne gravity surveying technology development history can let us see the airborne gravity surveying technology in the world of the present different development trend. keywords: airborne gravity; measuring technology; apply;
地球重力测量卫星简介
地气重力测量卫星简介 摘要：现代大地测量的基本目标之一就是获得高精度和高分辨率的地球重力场模型，卫星重力计划就是基于这一目标实施的。本文首先介绍了卫星重力学原理，随后对已经成功发射的三颗地球重力卫星（CHAMP、GRACE和GOCE）以及正在进行中的三个工程计划作详细阐述，最后重点讨论了地球重力场模型在测绘学科中的应用研究进展。 关键词：卫星重力测量；CHAMP；GRACE；GOCE；GRACE Follow-On 1 引言 卫星重力测量技术是继美国GPS系统成功构建后在大地测量邻域的又一项创新，引起了测绘学、地球物理学、灾害地质学、矿产地质学等一系列学科的革命，也是21世纪众多科学家关注的热点[1]。地球重力场是地球系统物质属性产生的一个最基本的物理场，反映由地球各圈层相互作用和动力过程决定的物质空间分布、运动和变化，承载地球系统演化进程中的一切与其重力场作用机制相关信息，地球重力场的时空演化是地球系统动力过程的历史再现。伴随着计算机、微电子和航天技术等的迅猛发展，地球重力场的研究正经历着一场大的变革，观测研究对象已由传统的局部地表、低近地空间扩展到全球范围、深空宇宙的各种动力现象和过程，发展为以动态观、整体论的方法描述地球的重力场，并引发了相关学科的交叉融合和催生新的学科领域[2]。 卫星重力探测技术从第一代光学摄影技术发展到第二代多种技术地面跟踪和卫星对地观测技术，现在已经进入以星载GPS精密跟踪定轨为主的测高卫星和重力卫星的第三代，其重要特征是更低的近极近圆轨道，连续的厘米级精度卫星定轨，实测重力场参数（如重力梯度）的星载设备，这些新技术的应用大大突破了传统重力测量的局限性[3]。 2 卫星重力学原理 早在70年代初，利用卫星技术及星载重力仪研究重力场的概念就已提出，进入80年代，许多欧美学者开始针对不同的专用重力卫星观测方案开始了数值模拟计算，同时专用重力观测的卫星系统设计和卫星的试验也逐步开始，经前后二十多年的反复论证和试验，最终，卫-卫跟踪和卫星重力梯度两种观测模式为国际大地测量界普遍接受[4]。当今，全球重力场研究的热点是将中、低频重力位模型提高到厘米级，已发射的地球重力卫星共有CHAMP、GRACE和GOCE三颗卫星[5]。 2.1 卫-卫跟踪技术 卫-卫跟踪技术是指空间的两颗卫星之间的精密测距测速跟踪，随着GPS技术的发展，又演化为高低卫-卫跟踪和低低卫-卫跟踪。高低卫-卫跟踪利用低轨卫星（高度400～500km 左右）上的星载GPS接收机与GPS卫星构成对低轨卫星的空间跟踪网，同时低轨卫星上载有高精度加速计以补偿低轨卫星的非保守力摄动（主要是大气阻力影响），其跟踪精度达到毫米级，恢复低阶重力场精度可以较现有模型提高一个数量级以上，对应的低阶大地水准面精度达到毫米级。低低卫-卫跟踪技术是指两颗低轨卫星，相距200km左右，以微米级的测